超聲波流量計多聲道氣體測量技術探討 六十

3.1.2 弦向聲道超聲波氣體流速公式的導出

根據以上多聲道超聲波氣體流量測量的思想，從橫截面看，各個聲道分布在弦線上。

因此在多聲道超聲波氣體流量傳感器建模前，先進行弦向方式超聲波氣體流量傳感器的建模。弦向方式超聲波流量傳感器，單獨在弦線方向布置一個聲道的超聲波氣體流量計稱為弦向方式超聲波氣體流量計。一般單聲道超聲波氣體流量傳感器聲道分布在直徑方向上，它是弦向方式超聲氣體流量傳感器的一種特例。

聲道離軸線的距離；φ 為弦向聲道與軸線方向的夾角）；U t 、D t 分別為超聲波逆流和順流傳播的時間測量值。

對于徑向單聲道超聲波氣體流量計，圓管道內氣體流體沿軸線方向的瞬時平均

流速，湍流下， n 為流速分布指數，是雷諾數e R 和管道內壁粗糙度系數r K 的函數[3]；層流下， = 0.75 C K ）。

而對于沿弦向方式的單聲道超聲波氣體流量計而言，同樣引入沿弦向截平面平

均流速V (r ) ，這樣用弦向截平面平均流速V (r ) 來計算體流流速V 的話，就相當于受流速分布影響在離軸線的距離r 的截平面有一個流速分布系數K 。

也可以計算出體流流速和體積流量。由于很少用弦向聲道構成單聲道超聲波氣體流量計，因此在此不再討論K (r ) C 隨e R 和Kr 的具體計算函數。

以下以多個弦向聲道進行加權求和的思想來建立多聲道超聲波氣體流量傳感器

的數學模型。

超聲波流量計